La fabrication additive en tant que technologie assurant la construction numérique: focus sur la Construction 4.0

Cet article présente le concept de Construction 4.0 et analyse la transformation numérique du secteur de la construction. Le potentiel de la fabrication additive, en tant que moteur d'innovation dans la construction, assurant la production des structures légères et fonctionnelles y est présenté et discuté.

Construction 4.0

Le secteur de la construction adopte les nouvelles technologies à un rythme lent et n'a pas encore traversé la transformation numérique perturbatrice, comme c'était dans le cas de l'industrie automobile ou aéronautique par les biais d'Industrie 4.0. Industrie 4.0 a considérablement modifié les chaînes de valeurs et les modèles commerciaux de l'industrie et de la production. L'industrie de la construction se confronte aux défis de l'application des technologies numériques, de machines intelligentes et de matériaux intelligents. Cette transformation est déjà en cours. Connue sous le nom de Construction 4.0, elle entraînera une productivité accrue, un gain de temps et une utilisation des ressources plus efficace, tout en améliorant la sécurité et la qualité.

Un plus haut niveau de numérisation grâce à la modélisation BIM (Building Information Modeling) intégrée à la technologie informatique en nuage donnera lieu à des données Cloud-BIM permettant un accès facile aux appareils mobiles. Cette connectivité accrue et l'accès aux informations les plus récentes amélioreront considérablement la productivité. 

L'utilisation de la technologie IoT (Internet of Things), telle que les UAV (véhicules aériens sans pilote), pourrait également transformer le secteur de la construction. Les UAV peuvent être utilisés pour suivre les projets de construction et procéder à des évaluations de la qualité, en plus de surveiller les chantiers de construction, l’assemblage de maçonnerie et la réalisation de certains travaux dangereux qui ont un impact négatif  actuellement sur la sécurité du chantier.


Dans l'ensemble, Construction 4.0 améliorera la collaboration des intervenants et renforcera la créativité et améliorera la chaîne d'approvisionnement.

Fabrication additive dans la construction

La fabrication additive (AM) est définie comme «le processus d'assemblage de matériaux pour créer des objets à partir de données de modèle 3D, généralement une couche à la fois, par opposition à des méthodologies de fabrication soustractives telles que l'usinage traditionnel» (norme de la société américaine pour les tests et les matériaux).

Les procédés AM sont de plus en plus utilisés dans les applications industrielles en raison de leurs caractéristiques uniques, telles que l'élimination du besoin d'outillage et la fabrication de produits personnalisés plus économiques. Les procédés AM généralement utilisés dans l'industrie de la construction sont généralement des procédés basés sur l'extrusion (pâte de ciment / céramique et matériaux à base de polymères), des processus de projection et de la fusion de matériaux pour la fabrication  de nouveaux éléments de construction ou de réparation sur site et hors site.


Au fur et à mesure de son évolution, AM permet aux architectes et ingénieurs de concevoir des géométries plus complexes. Les principaux défis et opportunités de cette technologie en évolution dans le secteur de la construction sont explorés en profondeur dans le présent document.

Matériaux et structures légères et fonctionnelles

AM contribue notamment à Construction 4.0 en tant que plate-forme de conception de matériaux et permet l'utilisation de matériaux naturels et recyclables, ce qui favorise une approche de la construction plus durable.

Comme le souligne le présent document, l’utilisation rationnelle des ressources est fondamentale pour progresser vers un secteur de la construction plus efficace. Les composants structurels légers permettent de réduire la production, la consommation et  l'émission de déchets. L'utilisation des technologies décrites dans le document nous rapprochera de cet objectif mondial.

Porter en avant

Construction 4.0 promet d'accroître la productivité, la qualité, les coûts et l'utilisation des ressources de la construction, ce qui nécessitera l'adoption d'innovations techniques telles que l'IoT, le BIM, l'AM et d'autres systèmes numériques.

 

Texte: Constructalia
Photos et rapport: Flávio Craveiroa, José Pinto Duarte, Helena Bartolo, Paulo Jorge Bartolo